DE19538994A1 - Dynamic interference-free address coding - Google Patents
Dynamic interference-free address codingInfo
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Abstract
Description
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren des Deco dierens von Adreßleitungen für eine Speichervorrichtung und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Si cherstellen einer störungsfreien (glitch free) Adreßdecodie rung für die Speichervorrichtung.This invention relates to a method of deco dier of address lines for a memory device and in particular to a method and a device for Si Creation of a glitch-free address decode tion for the storage device.
Ein Verfahren zum Beschleunigen eines statischen Direktzu griffspeichers (SRAM; SRAM = static random access memory) besteht darin, einen großen einzelnen Speicherblock in klei nere Speicherblöcke aufzuteilen. Eine zusätzliche Decodier stufe (Blockdecodierer für jeden Speicherblock) muß dem SRAM hinzugefügt werden, um auf einzelne Blöcke zuzugreifen, je doch ist das Verhalten durch die Reduzierung der parasitären Kapazität und des Widerstands, die dem Speicherblock gerin gerer Größe zugeordnet ist, verbessert. Die Reduzierung der Kapazität erhöht die Geschwindigkeit der Schaltungen, die die kleineren Blöcke treiben. Ein Speicher, der auf diese Art und Weise organisiert ist, ist als Blockarchitektur-SRAM bekannt.A method of accelerating a static direct to handle memory (SRAM; SRAM = static random access memory) is a small single block of memory in small split up more memory blocks. An additional decoder stage (block decoder for each memory block) must the SRAM can be added to access individual blocks, each yet the behavior is by reducing the parasitic Capacitance and resistance that clot the memory block is assigned to a larger size, improved. The reduction of Capacity increases the speed of the circuits that drive the smaller blocks. A memory based on this The way it is organized is as a block architecture SRAM known.
Die Adreßleitungen zu einem Blockarchitektur-SRAM können in drei unterschiedliche Kategorien gruppiert sein. Ein erster Satz von Adreßleitungen spezifiziert den speziellen Spei cherblock, auf den zugegriffen wird. Ein Blockdecodierer wird verwendet, um den speziellen Block basierend auf dem ersten Satz von Adreßleitungen auszuwählen. Die zweite und die dritte Gruppe bezeichnen eine Zeile und eine Spalte in dem speziellen SRAM-Block, auf den zugegriffen wird. Ein Zeilendecodierer wird zur Zeilenauswahl verwendet, während ein Spaltendecodierer zur Spaltenauswahl verwendet wird. Der Ausdruck "Wortleitungen" bezieht sich allgemein auf einen Satz von Leitern, die, wenn sie aktiv sind, die adressierte Zeile der Speicherzellen des ausgewählten Blocks auswählen. The address lines to a block architecture SRAM can be in three different categories can be grouped. A first one Set of address lines specifies the particular memory accessed. A block decoder is used to build the special block based on the select the first set of address lines. The second and the third group designate a row and a column in the particular SRAM block being accessed. On Row decoder is used for row selection while a column decoder is used for column selection. Of the The term "word lines" generally refers to one Set of conductors who, when active, addressed the Select the row of memory cells of the selected block.
Die lokale Wortleitung (LWL; LWL = local word line) einer speziellen Zeile von Speicherzellen wird aktiviert, wenn die entsprechende Zeilenadresse und Blockadresse der Zeile von Speicherzellen ausgewählt ist. Diese Architektur wird auch als geteilter Wortleitungslösungsansatz bezeichnet. Die Spaltenadresse für diese Konfiguration des SRAM hat die Funktion des Multiplexens der ausgewählten Zeile von Spei cherzellen zu dem SRAM-Eingang/Ausgang. Wenn die Anzahl der Speicherzellen in jeder Zeile von Speicherblöcken 128 ist und die I/O-Leitungen (I/O = Input/Output = Eingang/Ausgang) 16 Bit breit sind, wählt der Spaltenauswahl-Multiplexer bei spielsweise die gewünschten 16 Speicherzellen aus den 128 aktivierten Zellen aus. Bei dieser SRAM-Architektur ist der Spaltendecodierer nicht so kritisch wie der Zeilendecodierer oder Blockdecodierer. Der Zeilendecodierer ist signalfüh rungsmäßig mit einer Mehrzahl von Speicherblöcken verbunden. Die lokale Wortleitung in einem speziellen Block wird durch ein "Und-Verknüpfen" des Globalzeilendecodiererausgangs mit der Blockauswahlleitung ausgewählt. Der Zeilendecodiereraus gang wird typischerweise die globale Wortleitung genannt. Die Logik, die erforderlich ist, um die Spaltendecodierer- Funktion zu implementieren, ist viel einfacher. Daher sind die Zeitablauf-Beschränkungen auf den Spaltendecodierer viel entspannter als die Zeitablauf-Beschränkungen auf den Glo balzeilendecodierer oder den Blockauswahldecodierer.The local word line (LWL; LWL = local word line) one special row of memory cells is activated when the corresponding line address and block address of the line from Memory cells is selected. This architecture will too referred to as a shared wordline approach. The Column address for this configuration of the SRAM has the Function of multiplexing the selected row of Spei cher cells to the SRAM input / output. If the number of Memory cells in each row of memory blocks 128 and the I / O lines (I / O = input / output = input / output) The column selection multiplexer chooses 16 bits wide for example the desired 16 memory cells from the 128 activated cells. With this SRAM architecture, the Column decoder not as critical as the row decoder or block decoder. The line decoder is signal-carrying approximately connected to a plurality of memory blocks. The local word line in a special block is through "ANDing" the global row decoder output with the block selection line selected. The row decoder gang is typically called the global word line. The logic required to run the column decoder Implementing function is much easier. Therefore are the timing restrictions on the column decoder a lot more relaxed than the timing restrictions on the glo header row decoder or the block selection decoder.
Ein herkömmliches Problem bei der Adreßdecodierung eines SRAM sind Störungen, die auf der lokalen Wortleitung auf treten. Störungen (glitches) können aufgrund von Verzöge rungszeitversätzen auf den Adreßleitungen und Ausbreitungs verzögerungen durch die Adreßdecodierungs-Logikblöcke gebil det werden. Im allgemeinen ist das Signal auf der lokalen SRAM-Wortleitung sowohl durch die globale Wortleitung als auch die Blockauswahldecodierer gesteuert. Die Adreßlei tungsverzögerungen und die Kombinationslogik zu dem Global zeilendecodierer, sowie die Adreßleitungsverzögerungen und die Kombinationslogik zu der Blockauswahl überqueren unter schiedliche Wege über die integrierte Schaltung. Die Verzö gerungen der zwei getrennten Wege werden unterschiedlich sein. Die lokale Wortleitung einer ausgewählten Speicher zelle ist das logische "UND"-Produkt der globalen Wortlei tung und der Blockauswahl, die der speziellen Zeile von Speicherzellen entspricht. Abhängig von dem speziellen SRAM-Schaltungsentwurf kann eine Situation auftreten, bei der der Weg des Globalzeilendecodierers eine größere Verzö gerung aufweist als der Weg des Blockauswahldecodierers. Störungen können auftreten, wenn zwei aufeinanderfolgende Zugriffe auf einen speziellen Speicherblock existieren, die Zugriffe jedoch auf Zeilen von Speicherzellen mit unter schiedlichen globalen Wortleitungen stattfinden.A common problem in address decoding a SRAM are interference on the local word line to step. Glitches can occur due to delays Delivery time offsets on the address lines and propagation delays caused by the address decoding logic blocks be det. Generally the signal is local SRAM wordline through both the global wordline and also controlled the block selection decoder. The address book delays and the combination logic to the global row decoder, as well as the address line delays and cross the combination logic to the block selection below different ways via the integrated circuit. The delays Written two separate ways become different his. The local word line of a selected memory cell is the logical "AND" product of global wording device and the block selection corresponding to the special line of Corresponds to memory cells. Depending on the special SRAM circuit design can occur in a situation which the way the global line decoder has a greater delay less than the path of the block selection decoder. Faults can occur when two consecutive Accesses to a special block of memory exist that However, accesses rows of memory cells with under different global word lines take place.
Fig. 1 zeigt die allgemein angenommene Adreßleitungsdeco dierung, die für einen synchronen Blockarchitektur-SRAM ver wendet wird. Die Adreßleitungen werden mittels eines Satzes von Master/Slave-Flip-Flops 110, 111, 112 und 113 in den SRAM eingerastet (latched). Eine Mehrzahl von Master/Slave- Flip-Flops 110, 111 rasten die Adreßleitungen, die der glo balen Wortleitung zugeordnet sind, ein, während eine Mehr zahl von Master/Slave-Flip-Flops 112, 113 die Adreßleitungen einrastet, die der Blockauswahl zugeordnet sind. Die Adreß leitungssignale breiten sich, nachdem sie eingerastet wur den, mit einer bestimmten Verzögerung 114, 115 zu einem Glo balzeilendecodierer 116 und einem Blockauswahldecodierer 117 aus. Der Blockauswahldecodierer 117 wird unter Verwendung eines Takts (CLK) getaktet, da seine Ausgabe die Vor-Ladung des Leseverstärkers treibt. Die Leseverstärker verstärken die Ausgangssignale der Speicherzellen (Bitleitungen), bevor die Ausgangssignale den Ausgangsanschlußstift auf der inte grierten SRAM-Schaltung erreichen. Um korrekt zu arbeiten, müssen die Leseverstärker vor-geladen werden, bevor ein Zu griff auf die Speicherzelle stattfindet. Der Blockauswahlde codierer 117 greift auf den gewünschten Speicherblock zu und erzeugt das Vor-Ladungs-Signal des Leseverstärkers. Die Zeitablaufbeschränkungen der Vor-Ladung der Leseverstärker vor einem Speicherzugriff erfordern, daß der Blockauswahl decodierer getaktet wird. Der Globalzeilendecodierer 116 kann nicht getaktet werden, da dies erfordern würde, daß die Taktleitung zu allen Globalzeilendecodierern geleitet wird. Dies würde einen übermäßigen Betrag von Taktbetriebsmitteln verbrauchen und eine unerwünschte Kapazität zu der Taktlei tung hinzufügen. Die Ausgaben der Decodierer 116, 117 brei ten sich mit einer bestimmten Verzögerung 118, 119 zu dem "UND"-Gatter 120 aus, welches das Signal der lokalen Wort leitung erzeugt. Fig. 1 shows the generally accepted address line decoding used for a synchronous block architecture SRAM. The address lines are latched into the SRAM using a set of master / slave flip-flops 110 , 111 , 112 and 113 . A plurality of master / slave flip-flops 110 , 111 snap in the address lines which are assigned to the global word line, while a plurality of master / slave flip-flops 112 , 113 snap in the address lines which are assigned to the block selection are. The address line signals, after latching, propagate with a certain delay 114 , 115 to a global line decoder 116 and a block selection decoder 117 . The block selection decoder 117 is clocked using a clock (CLK) because its output drives the precharge of the sense amplifier. The sense amplifiers amplify the output signals of the memory cells (bit lines) before the output signals reach the output pin on the integrated SRAM circuit. In order to work correctly, the sense amplifiers must be precharged before the memory cell is accessed. The block selection decoder 117 accesses the desired memory block and generates the pre-charge signal of the sense amplifier. The timing constraints on the precharge of the sense amplifiers prior to memory access require that the block selection decoder be clocked. The global line decoder 116 cannot be clocked as this would require the clock line to be routed to all global line decoders. This would consume an excessive amount of clock resources and add undesirable capacity to the clock line. The outputs of decoders 116 , 117 propagate with a certain delay 118 , 119 to "AND" gate 120 , which generates the local word line signal.
Die lokale Wortleitung aktiviert eine Zeile von Speicher zellen in einem speziellen Speicherblock, auf den zugegrif fen werden soll. Jede Zeile eines Speicherblocks besitzt eine lokale Wortleitung, die die Zeile auswählen kann. Wenn irgendwelche Störungen in den lokalen Wortleitungen auftre ten, bedeutet dies, daß gleichzeitig auf zwei Speicherzeilen in einem Speicherblock zugegriffen werden kann. Die ge wünschte lokale Wortleitung greift auf die gewünschte Zeile von Speicherzellen zu, während die Störung, die in einer unerwünschten lokalen Wortleitung auftritt, auf eine unge wünschte Zeile von Speicherzellen zugreift. Dies ist eine unerwünschte Situation, wobei ein fehlerhafter Betrieb des SRAM auftreten kann. Die SRAM-Adreßdecodierer-Architektur, die in Fig. 1 gezeigt ist, kann in der lokalen Wortleitung Störungen erzeugen, wenn die Verzögerungen bei der Decodie rung der globalen Wortleitung und die Verzögerungen bei der Blockauswahldecodierung nicht gut gesteuert sind. Die Steue rung der Verzögerungen enthält das Überprüfen und Simulieren aller lokaler Wortleitungen, die auf alle Speicherzeilen in allen Speicherblöcken in dem SRAM-Chip zugreifen.The local word line activates a row of memory cells in a special memory block to be accessed. Each row of a memory block has a local word line that can select the row. If there are any disturbances in the local word lines, this means that two lines of memory in a block of memory can be accessed simultaneously. The desired local word line accesses the desired row of memory cells, while the disturbance that occurs in an undesirable local word line accesses an undesired row of memory cells. This is an undesirable situation and incorrect operation of the SRAM can occur. The SRAM address decoder architecture shown in Fig. 1 can produce noise in the local word line if the delays in decoding the global word line and the delays in block selection decoding are not well controlled. Controlling the delays includes checking and simulating all local word lines that access all memory rows in all memory blocks in the SRAM chip.
Fig. 2 zeigt den Signalverlauf der globalen Wortleitung (GWL) und den Blockauswahl-Signalverlauf (BS), der eine Stö rung 221 in der lokalen Wortleitung (LWL) erzeugt. Die Stö rung 221 wird auftreten, wenn zwei Speicherzugriffe auf den gleichen Speicherblock, jedoch auf unterschiedliche Zeilen in dem speziellen Block, zugreifen. Aus den Signalverläufen in Fig. 2 ist zu sehen, daß die Störung 221 auftritt, da die globale Wortleitung (GWL) nicht abschaltet, bevor die näch ste Blockauswahl (BS) auftritt. Fig. 2 shows the waveform of the global word line (GWL) and the block selection waveform (BS), which generates a fault 221 in the local word line (LWL). The fault 221 will occur when two memory accesses access the same block of memory but different rows in the particular block. From the waveforms in Fig. 2 it can be seen that the fault 221 occurs because the global word line (GWL) does not turn off before the next block selection (BS) occurs.
Die Lösung für eine lokale Wortleitung (LWL), die eine Stö rung 221 besitzt, bestand in der Vergangenheit darin, si cherzustellen, daß die globale Wortleitung (GWL) stets vor dem Auftreten der nächsten Blockauswahl (BS) abschaltet. Dies wurde durch ein Variieren der Gate-Breitenverhältnisse der NMOS/PMOS-Transistoren in den logischen Gattern des SRAM erreicht, die das Signal der globalen Wortleitung erzeugten. Elementar wurden die Gates modifiziert, derart, daß die glo bale Wortleitung früher als vorher abschaltet. Wenn die glo bale Wortleitung (GWL) früher abschaltet, treten keine Stö rungen in der lokalen Wortleitung auf. Ein Ergebnis dieser Modifikation besteht darin, daß die globale Wortleitung (GWL) dazu tendiert, zeitlich später als vorher einzuschal ten. Fig. 3 zeigt, wie die Signalverläufe mit dieser Modi fikation aussehen. Die ursprünglichen Signalverläufe sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Fig. 3 zeigt, daß ein Signal auf der lokalen Wortleitung (LWL) zeitlich etwas ver zögert wurde. Das Ergebnis dieser Verzögerung besteht darin, daß die Speicherzugriffe länger dauern als sie es ursprüng lich taten. Ein weiterer unerwünschter Aspekt besteht darin, daß der Entwickler der SRAM-Schaltung die Blockauswahl- und die globale Wort-Leitung jedesmal überwachen muß, wenn er einen neuen Schaltungsentwurf durchführt, um sicherzustel len, daß keine Störungen in der lokalen Wortleitung auftre ten. Die Blockauswahl (BS) und die globale Wortleitung (GWL) müssen über den gesamten SRAM-Chip angepaßt werden, um si cherzustellen, daß keine der lokalen Wortleitungen Störungen aufweist. Dies schließt ausgedehnte Simulationen ein, bei denen viele Variablen gründlich getestet werden müssen, um sicher zu sein, daß der SRAM wie spezifiziert arbeitet. Je desmal wenn der SRAM-Entwurf oder das Chip-Layout modifi ziert wird, muß der Simulationsprozeß wiederholt werden. Selbstverständlich ist dies keine zufriedenstellende Lösung für das Problem.In the past, the solution for a local word line (LWL) that has a fault 221 was to ensure that the global word line (GWL) always switches off before the next block selection (BS) occurs. This was accomplished by varying the gate width ratios of the NMOS / PMOS transistors in the SRAM logic gates that generated the global word line signal. The gates have been modified in such a way that the global wordline switches off earlier than before. If the global word line (GWL) switches off earlier, there are no faults in the local word line. One result of this modification is that the global word line (GWL) tends to turn on later than before. Fig. 3 shows what the waveforms look like with this modification. The original waveforms are shown by dashed lines. Fig. 3 shows that a signal on the local word line (LWL) was slightly delayed in time. The result of this delay is that memory accesses take longer than they originally did. Another undesirable aspect is that the SRAM circuit designer must monitor the block select and global word lines each time he designs a new circuit to ensure that there is no interference in the local word line. The block selection (BS) and the global word line (GWL) have to be adapted over the entire SRAM chip in order to ensure that none of the local word lines has faults. This includes extensive simulations, in which many variables must be thoroughly tested to be sure that the SRAM is working as specified. The simulation process must be repeated each time the SRAM design or the chip layout is modified. Of course, this is not a satisfactory solution to the problem.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrich tung und ein Verfahren zur dynamischen störungsfreien Ad reßdecodierung zu schaffen, die die Speicherzugriffszeit nicht erhöhen.It is the object of the present invention to provide a device device and a method for dynamic, trouble-free ad reßdecoding to create the memory access time do not increase.
Diese Aufgabe wird durch eine Speichervorrichtung gemäß Pa tentanspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Patentanspruch 6 gelöst.This task is accomplished by a storage device according to Pa claim 1 and a method according to claim 6 solved.
Die vorliegende Erfindung schafft ein synchrones SRAM-Ad reßdecodierungs-Schema, das garantiert, daß in der lokalen Wortleitung keine Störungen (glitches) auftreten, und daß die Speicherzugriffszeit nicht wie frühere Lösungen erhöht. Störungen in der lokalen Wortleitung sind unerwünscht, da, wenn die Störung auftritt, auf zwei separate Zeilen von Speicherzellen in einem Speicherblock gleichzeitig zugegrif fen wird.The present invention provides a synchronous SRAM ad address decoding scheme that guarantees that in the local Word line no glitches occur, and that memory access time does not increase like previous solutions. Interference in the local word line is undesirable because if the fault occurs, on two separate lines from Memory cells in a memory block accessed simultaneously will.
Die Erfindung kann in einer Speichervorrichtung mit einem Speichertakt und einer Mehrzahl von Adreßleitungen imple mentiert werden. Die Adreßleitungen weisen eine Mehrzahl von Blockadreßleitungen und eine Mehrzahl von Zeilenadreßleitun gen auf. Die Speichervorrichtung weist einen Zeilen-Vordeco dierer zum Vordecodieren und Synchronisieren jeder der Zei lenadreßleitungen auf den Speichertakt auf, um eine Mehrzahl von Globalzeilenadreßsignalen zu erhalten, und einen Block- Vordecodierer zum Vordecodieren und Synchronisieren jeder der Blockadreßleitungen auf den Speichertakt, um eine Mehr zahl von Blockadreßsignalen zu erhalten. Die Speichervor richtung weist ferner eine Mehrzahl von Speicherblöcken auf, wobei jeder Block ein Array von Speicherzellen aufweist, das in Zeilen und Spalten angeordnet ist. Die Speichervorrich tung weist ferner einen Blockauswahldecodierer zum Auswählen eines Speicherblocks, der auf die Blockadreßsignale an spricht, und einen Globalzeilendecodierer zum Auswählen ei ner Zeile des Arrays, der auf die Globalzeilen-Adreßsignale anspricht, auf.The invention can be implemented in a storage device with a Memory clock and a plurality of address lines imple be mented. The address lines have a plurality of Block address lines and a plurality of row address lines towards. The storage device has a row predeco predecode and synchronize each of the times lenadreßlinien on the memory clock to a plurality of global line address signals, and a block Predecoder to predecode and synchronize everyone the block address lines to the memory clock to a more number of block address signals. The memory direction also has a plurality of memory blocks, wherein each block has an array of memory cells that is arranged in rows and columns. The storage device device also has a block selection decoder for selection a block of memory that is responsive to the block address signals speaks, and a global line decoder to select ner line of the array which is directed to the global line address signals appeals to.
Der Zeilen-Vordecodierer und der Block-Vordecodierer in der Speichervorrichtung können Domino-Gatter verwenden, um alle unerwünschten Störungen zu verhindern. Ein Domino-Gatter be sitzt einen Eingang, einen Ausgang und einen Steuersignal eingang. Das Domino-Gatter arbeitet durch das Ausgeben eines hohen logischen Pegels, wenn sein Steuersignal tief ist, und das Ausgeben eines Pegels, der äquivalent zu einer Funktion des Signals an dem Eingang des Domino-Gatters ist, wenn sein Steuersignal hoch ist. Jede Adreßleitung, die decodiert wer den soll, wird, um den logischen Pegel der Blockauswahl- oder der globalen Wort-Leitung zu bestimmen, durch ein Do mino-Gatter geleitet. Für diese Erfindung ist das Steuer signal zu dem Domino-Gatter der synchrone SRAM-Takt. Wenn der SRAM-Takt tief ist, sind die Ausgänge des Domino-Gatters auf einem hohen logischen Pegel oder in einem Vor-Ladungs- Modus. Wenn der SRAM-Takt hoch ist, sind die Ausgaben des Domino-Gatters eine Funktion der Adreßleitungen am SRAM- Eingang.The row predecoder and the block predecoder in the Storage device can use domino gates to all prevent unwanted interference. A domino gate be sits an input, an output and a control signal entrance. The domino gate works by outputting one high logic level when its control signal is low, and outputting a level equivalent to a function of the signal at the input of the domino gate is when Control signal is high. Any address line that is decoded the logical level of the block selection or to determine the global word line through a do mino gate directed. This is the tax for this invention signal to the domino gate the synchronous SRAM clock. If the SRAM clock is low, are the outputs of the domino gate at a high logic level or in a pre-charge Mode. If the SRAM clock is high, the outputs of the Domino gate a function of the address lines on the SRAM Entrance.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention are referred to below with reference to the attached drawing nations explained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein Funktionsdiagramm des bekannten SRAM-Adreßde codierers; Fig. 1 is a functional diagram of the known SRAM address de coder;
Fig. 2 die Signalverläufe eines bekannten SRAM-Adreßde codierers, der eine Störung in der lokalen Wortlei tung aufweist; Figure 2 shows the waveforms of a known SRAM address de coder, which has a disturbance in the local word line device.
Fig. 3 die Signalverläufe einer bekannten Lösung der SRAM-Adreßdecodiererstörung in der lokalen Wortlei tung; FIG. 3 shows the waveforms tung a known solution, the SRAM Adreßdecodiererstörung in the local wordline;
Fig. 4 ein allgemeines funktionelles Blockdiagramm dieser Erfindung; Figure 4 is a general functional block diagram of this invention;
Fig. 5 das Funktionsdiagramm des SRAM-Adreßdecodierers für diese Erfindung; und Figure 5 shows the functional diagram of the SRAM address decoder for this invention; and
Fig. 6 die Signalverläufe des SRAM-Adreßdecodierers dieser Erfindung. Figure 6 shows the waveforms of the SRAM address decoder of this invention.
Eine allgemeine Blockdiagrammdarstellung dieser Erfindung ist in Fig. 4 gezeigt. Adreßleitungen werden zuerst durch Adreß-Latchs 401 und 402 verriegelt. Die Adreßleitungen, die in dem ersten Latch 401 verriegelt sind, treiben die Zeilen adreßleitungen 403. Die Adreßleitungen, die in dem zweiten Latch 402 verriegelt sind, treiben die Blockadreßleitungen 404. Die Reihenadreßleitungen 403 sind durch einen Zeilen- Vordecodierer 406 vordecodiert und auf den synchronen SRAM- Takt 405 synchronisiert. Der Zeilen-Vordecodierer 406 treibt die Zeilenadreßsignale 408 hoch, wenn der Takteingang 405 tief ist. Wenn der Takt 405 hoch ist, treibt der Zeilen-Vor decodierer 406 noch die Zeilenadreßsignale 408, jedoch als eine Funktion der Zeilenadreßleitungen 403 an dem Eingang des Zeilen-Vordecodierers 406. Die Blockadreßleitungen 404 sind durch einen Block-Vordecodierer 407 vordecodiert und auf den synchronen SRAM-Takt 405 synchronisiert. Der Block- Vordecodierer 407 treibt die Blockadreßsignale 409 hoch, wenn der Takteingang 405 tief ist. Wenn der Takt 405 hoch ist, treibt der Block-Vordecodierer 407 noch die Blockadreß signale 409, jedoch als eine Funktion der Blockadreßleitun gen 404 an dem Eingang des Block-Vordecodierers 407. Bei diesem neuartigen Vordecodierungs- und Synchronisations- Schema geben der Globalreihendecodierer 410 und der Block auswahldecodierer 411 Signale aus, die derart zeitlich ge steuert sind, daß niemals eine Störung in der lokalen Wort leitung 413 auftritt.A general block diagram representation of this invention is shown in FIG . Address lines are first latched by address latches 401 and 402 . The address lines latched in the first latch 401 drive the row address lines 403 . The address lines latched in the second latch 402 drive the block address lines 404 . The row address lines 403 are predecoded by a row predecoder 406 and synchronized to the synchronous SRAM clock 405 . Row predecoder 406 drives row address signals 408 high when clock input 405 is low. When clock 405 is high, row pre-decoder 406 still drives row address signals 408 , but as a function of row address lines 403 at the input of row pre-decoder 406 . The block address lines 404 are predecoded by a block predecoder 407 and synchronized to the synchronous SRAM clock 405 . Block predecoder 407 drives block address signals 409 high when clock input 405 is low. When clock 405 is high, block predecoder 407 still drives block address signals 409 , but as a function of block address lines 404 at the input of block predecoder 407 . In this novel predecoding and synchronization scheme, the global row decoder 410 and the block selection decoder 411 output signals that are timed in such a way that there is never a disturbance in the local word line 413 .
Fig. 5 zeigt die Adreßleitungs-Decodierkonfiguration dieser Erfindung. Die bekannte Master-Slave-Flip-Flop-Konfigura tion, die in Fig. 1 gezeigt ist, wurde durch Eingangs- Latch-Abschnitte 501, 502 ersetzt. Die Vordecodierer von Fig. 4 wurden durch Domino-Gatter 503, 504 ersetzt. Die Ein gangs-Latch-Abschnitte 501, 502 weisen an ihrem Ausgang In verter auf. Diese Inversion ist notwendig, da sich die Domi no-Gatter 503, 504 in der nachfolgenden Stufe befinden. Die Domino-Gatter 503, 504 weisen selbst keine Signal-Inversion auf. Die ursprünglichen Slave-Latches 111, 113 von Fig. 1 wiesen eine solche auf. Die Inversion ist durch das Ein schließen einer Inversion in den Eingangs-Latches 501, 502 korrigiert. Der Blockauswahldecodierer 508 muß bei dieser Konfiguration nicht getaktet werden. Wie bei der bekannten Konfiguration wird der Globalzeilendecodierer 507 ebenfalls nicht getaktet. Der Globalzeilendecodierer 507 und der Blockauswahldecodierer 508 decodieren die Adreßleitungs eingaben, um den gewünschten Block und die gewünschte Zeile des SRAM auszuwählen. Fig. 5 zeigt ferner die Signalweg-Ver zögerungen 505, 506, 509, 510, die den Weglängen der elek trischen Verbindungen zwischen allen Adreßauswahlfunktionen zugeordnet sind. Figure 5 shows the address line decoding configuration of this invention. The known master-slave flip-flop configuration shown in FIG. 1 has been replaced by input latch sections 501 , 502 . The predecoders of Figure 4 have been replaced by domino gates 503 , 504 . The input latch sections 501 , 502 have inverters at their output. This inversion is necessary because dominoes 503 , 504 are in the subsequent stage. The domino gates 503 , 504 themselves have no signal inversion. The original slave latches 111 , 113 of FIG. 1 had one. The inversion is corrected by including an inversion in the input latches 501 , 502 . The block selection decoder 508 need not be clocked in this configuration. As with the known configuration, the global line decoder 507 is also not clocked. Global line decoder 507 and block selection decoder 508 decode the address line inputs to select the desired block and line of SRAM. Fig. 5 also shows the signal path delays 505 , 506 , 509 , 510 , which are assigned to the path lengths of the electrical connections between all address selection functions.
Die Domino-Gatter 503, 504 von Fig. 5, geben einen hohen logischen Pegel aus, wenn ihr Steuersignal tief ist, und geben einen Pegel aus, der äquivalent zu einer Funktion des Signals an ihren Eingängen ist, wenn ihr Steuersignal hoch ist. Jede Adreßleitung, die decodiert werden soll, wird durch ein Domino-Gatter geleitet, um den logischen Pegel der Blockauswahl- oder der globalen Wort-Leitung zu bestimmen. Für diese Erfindung ist das Steuersignal zu dem Domino-Gat ter der synchrone SRAM-Takt (CLK). Das Ergebnis besteht dar in, daß, wenn der SRAM-Takt tief ist, die Ausgänge der Do mino-Gatter auf einem hohen logischen Pegel oder in einem Vor-Ladungs-Modus sind. Wenn der SRAM-Takt hoch ist, werden die Ausgaben der Domino-Gatter eine Funktion der Adreßlei tungen an dem SRAM-Eingang sein. Die Domino-Gatter wurden bei einem dynamischen Schaltungsentwurf verwendet, jedoch verwendete niemand bisher dieselben, um die Störung einer lokalen Wortleitung zu lösen, die bei einer SRAM-Adreßlei tungs-Decodierung auftritt. Die Domino-Gatter 503, 504 sind auf den integrierten SRAM-Schaltung in der Nähe der Adreßan schlußflächen plaziert. Dies ist vorteilhaft, da die Takt leitung nicht um oder über den SRAM-Chip geleitet wird, wie es vorher der Fall war. Eine geringere Signalführung des Takts bedeutet, daß die Taktleitung eine geringere Kapazität aus derselben aufweisen wird. Daher wird ein geringerer Taktzeitversatz beobachtet und der Chip wird weniger Lei stung ableiten.Domino gates 503 , 504 of Fig. 5 output a high logic level when their control signal is low and output a level equivalent to a function of the signal at their inputs when their control signal is high. Each address line to be decoded is passed through a domino gate to determine the logical level of the block select or global word line. For this invention, the control signal to the domino gate is the synchronous SRAM clock (CLK). The result is that when the SRAM clock is low, the outputs of the do mino gates are at a high logic level or in a pre-charge mode. If the SRAM clock is high, the outputs of the domino gates will be a function of the address lines on the SRAM input. The domino gates have been used in dynamic circuit design, but no one has previously used them to resolve the local word line interference that occurs with SRAM address line decoding. The domino gates 503 , 504 are placed on the integrated SRAM circuit near the Adreßan circuit surfaces. This is advantageous because the clock line is not routed around or over the SRAM chip, as was previously the case. A lower signal routing of the clock means that the clock line will have a smaller capacitance from it. Therefore, a lower cycle time offset is observed and the chip will derive less power.
Die Signalverläufe der decodierten SRAM-Adreßleitungen unter Verwendung von Domino-Gattern sind in Fig. 6 gezeigt. Es gibt mehrere signifikante Merkmale, die bezüglich dieser Si gnalverläufe beobachtet werden können. Die globale Wortlei tung (GWL) schaltet weit vor der zweiten Blockauswahl (BS) aus. Die lokale Wortleitung ist nur um den Zeitbetrag verzö gert, der benötigt wird, um die Adreßleitungen zu decodie ren. Die Tatsache, daß die globale Wortleitung (GWL) von Fig. 6 schnell ausschaltet, stellt sicher, daß keine Störun gen in der lokalen Wortleitung (LWL) auftreten werden. Die lokale Wortleitung (LWL) kann aufgrund der Tatsache be schleunigt werden, daß die Domino-Gatter garantieren, daß keine Störungen in der lokalen Wortleitung (LWL) auftreten. Dies kann durch ein Variieren der Gate-Breitenverhältnisse der NMOS/PMOS-Transistoren in den logischen Gattern des SRAM erreicht werden, die das Signal auf der lokalen Wortleitung (LWL) erzeugen. Die gestrichelten Linien in Fig. 6 zeigen die ursprünglichen Signalformen, bei denen die Störung exi stierte.The waveforms of the decoded SRAM address lines using domino gates are shown in FIG. 6. There are several significant features that can be observed with respect to these waveforms. The global word line (GWL) switches off well before the second block selection (BS). The local word line is only delayed by the amount of time it takes to decode the address lines. The fact that the global word line (GWL) of FIG. 6 turns off quickly ensures that there is no interference in the local word line (LWL) will occur. The local word line (FO) can be accelerated due to the fact that the domino gates guarantee that there will be no interference in the local word line (FO). This can be achieved by varying the gate width ratios of the NMOS / PMOS transistors in the logic gates of the SRAM that generate the signal on the local word line (FO). The dashed lines in Fig. 6 show the original waveforms in which the disturbance existed.
Das allgemeine Konzept hinter dem Betrieb der SRAM-Decodie rung dieser Erfindung kann wie folgt beschrieben werden. Zu erst wird die gewünschte Speicheradresse auf die ansteigende Flanke des Takts hin verriegelt. Als nächstes decodieren die Globalwortleitungs- und Blockauswahl-Decodierer die Adreß leitungen und wählen die korrekte Zeile des Speichers vor der nächsten ansteigenden Flanke des Systemtakts aus. Wenn die Adresse decodiert ist, wird die lokale Wortleitung der gewünschten Zeile von Speicherzellen des ausgewählten Spei cherblocks aktiviert. Dies setzt das Kriterium, daß das De codieren der Adreßleitungen innerhalb eines halben Taktzy klusses stattfinden muß. Es stellt jedoch auch sicher, daß keine Störungen in der lokalen Wortleitung auftreten werden. The general concept behind the operation of the SRAM decode tion of this invention can be described as follows. To first the desired memory address is increased Edge of the clock locked. Next, decode the Global wordline and block select decoders the address lines and select the correct line of memory the next rising edge of the system clock. If the address is decoded, the local word line of the desired row of memory cells of the selected memory cherblocks activated. This sets the criterion that the De encode the address lines within half a clock cycle must take place. However, it also ensures that there will be no interference in the local word line.
Diese Konfiguration befreit den Entwickler der SRAM-Schal tung ferner davon, alle lokalen Wortleitungen des gesamten SRAM-Entwurfs jedesmal auf Störungen zu untersuchen, wenn sich das Chip-Layout mit einem neuen Schaltungsentwurf än dert.This configuration frees the developer of the SRAM scarf tion furthermore, all local word lines of the whole Examine SRAM design for interference every time the chip layout changes with a new circuit design different.
Claims (7)
einem Speichertakt (405);
einer Mehrzahl von Adreßleitungen, wobei die Adreßlei tungen eine Mehrzahl von Blockadreßleitungen (404) und eine Mehrzahl von Zeilenadreßleitungen (403) aufweisen;
einem Zeilen-Vordecodierer (406) zum Vordecodieren und Synchronisieren jeder der Zeilenadreßleitungen auf den Speichertakt (405), um eine Mehrzahl von Globalzeilen- Adreßsignalen (408) zu erhalten;
einem Block-Vordecodierer (407) zum Vordecodieren und Synchronisieren jeder der Blockadreßleitungen auf den Speichertakt, um eine Mehrzahl von Blockadreßsignalen zu erhalten;
einer Mehrzahl von Speicherblöcken, wobei jeder Block ein Array von Speicherzellen aufweist, das in Zeilen und Spalten angeordnet ist;
einem Blockauswahldecodierer (411) zum Auswählen eines Speicherblocks, der auf die Blockadreßsignale an spricht; und
einem Globalzeilendecodierer (410) zum Auswählen einer Zeile des Arrays, der auf die Globalzeilen-Adreßsignale anspricht.1. Storage device with the following features:
a memory clock ( 405 );
a plurality of address lines, the address lines including a plurality of block address lines ( 404 ) and a plurality of row address lines ( 403 );
a row predecoder ( 406 ) for predecoding and synchronizing each of the row address lines to the memory clock ( 405 ) to obtain a plurality of global row address signals ( 408 );
a block predecoder ( 407 ) for predecoding and synchronizing each of the block address lines to the memory clock to obtain a plurality of block address signals;
a plurality of memory blocks, each block having an array of memory cells arranged in rows and columns;
a block selection decoder ( 411 ) for selecting a block of memory responsive to the block address signals; and
a global line decoder ( 410 ) for selecting a line of the array responsive to the global line address signals.
- (a) Vordecodieren und Synchronisieren jeder der Block adreßleitungen auf den Speichertakt, um eine Mehr zahl von Blockadreßsignalen zu erhalten;
- (b) Vordecodieren und Synchronisieren jeder der Zei lenadreßleitungen auf den Speichertakt, um eine Mehrzahl von Globalzeilen-Adreßsignalen zu erge ben;
- (c) Decodieren der Blockadreßsignale und Auswählen ei nes Speicherblocks; und
- (d) Decodieren der Globalzeilen-Adreßsignale und Aus wählen einer Zeile des Speichers in dem Speicher block.
- (a) predecoding and synchronizing each of the block address lines to the memory clock to obtain a plurality of block address signals;
- (b) predecoding and synchronizing each of the row address lines to the memory clock to yield a plurality of global row address signals;
- (c) decoding the block address signals and selecting a memory block; and
- (d) Decode the global line address signals and select a line of memory in the memory block.
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